TW535314B - Nonaqueous-electrolyte secondary battery and method of manufacturing the same - Google Patents

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Description

535314 A7 B7 五、發明説明（1 ) 發明背景 1 .發明範疇 本發明係關於非水性電解質二次電池及其製造方法，較 詳言之，係關於鋰離子電池例如具有凝膠型或塑化之巨分 子電解質層之鋰離子聚合物二次電池。 2 .相關技藝之敘述 近年來，隨著可攜帶之小型電氣設備例如小、重量輕移 動電話或可攜帶之計算機等曰漸普遍之情沉，業已研究具 有小、可靠之輸出特性和經由充電許多次而能長期使用之 二次電池，例如鎳-鎘電池、鎳·金屬氫化物電池和鋰離子 電池並廣泛發展成為用以供應電力來驅動電設備之電源。 在二次電池中，鐘離子二次電池具有能輸出穩定電力之 特性，儘管其小，重量輕和尺寸薄，並為了採用作為可摺 疊之二次電池之目的，經由利用適合其薄尺寸之適當結構 特性而研究和發展。如上所述，為了實現較薄之尺寸或可 摺疊之形狀，經建議：一種技術採用包括塑化劑之凝膠型 電解質，實現撓性、及採用巨分子固體電解質之技術，其 中將鋰鹽溶入巨分子物料中。 關於凝膠型電解質或巨分子固體電解質，可獲得優良特 性係為所謂之乾電池，與使用液體型電解質的情況不同它 不會漏失。然而，有一種趨勢即：正電極及負電極間之充 分電接觸不能僅經由層合正電極和負電極及相當於此等電 極之電解質而獲得。這是由於該項原因，即：凝膠型、或 巨分子固體電解質不如液體型電解質那樣具有流動性以致 -4- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(21〇x 297公釐）
裝· 玎
535314 A7 B7 五、發明説明（2 ) 電解質和電極不能密閉式接觸。
如果不能實現電極與電解質間滿意之電接觸，則電池内 部之接觸電阻增加，藉以增加電損耗，此乃所不欲之電池 特性。如果不能獲得電解質與電極間之充分接觸面積，則 不能獲得所需欲之離子移動率在其中間，此現象降低電池 容量低於一般容量。因此，在採用凝膠型電解質或巨分子 固體電解質作為電解質之鋰離子電池中，為了獲得優良之 電接觸，需要電解質層和/電極的活性物料層密閉式接 觸，此方式將内部電阻減至最小且獲得最佳電池容量。 玎
為了獲得電解質層與電極的活性材料層間之優良電接 觸，建議在層合電解質層和電極之活性物料層以期形成由 電池内部之内含物所構成之層合結構時，使用一種技術用 以改變電解質層和活性物料層不接觸之各部份，或者實際 上經由自外側施加壓力而不能改變電解質層和活性物料層 份無法部份接觸成為所欲接觸之各部份。 舉例而言，使用正經混合之物料滲雜之巨分子固體電解 質至正電極活性層之發明已建議於日本特許公開No. Hei 2 (1990)-40 867中。這是一種將部份的巨分子固體電解質與 正電極活性物料層混合之技術，此技術改良了巨分子固體 電解質與正電極活性物料層間之電接觸。然而，自化學觀 點，在採用此技術用以改良接觸之情況中，如果未能獲得 電解質層與電極間之滿意的結構（實際）上接觸，則其間之 電接觸容易變差。因此之故，為了得到充分之結構接觸， 需要將壓力自外側施加至層合之結構上。 -5- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐) 535314 A7 B7 五、發明説明（3 ) 最近，關於供顯著普及之行動電話、可攜帶之計算機和 可攜帶之遊戲機器等使用之合適電池，已注意到薄的鋰離 子電池。為了實現供此用途之最適當之薄鋰離子電池，建 議以一種方式製得一種結構，使薄膜狀電解質或箔狀電極 等經層合而形成在電池内部之層合結構，或更進一步經輥 壓或壓縮並容納入薄膜狀或薄板狀包裝構件中。
裝, 然而，在上述之方法中，當將電解質層和電極層合並自 外側施加壓力時，將向有正電極或負電極任一者的一個終 端中未經以電解質層所蓋覆之外側所暴露之位置加壓或使 用在此刻所產生之壓力摺疊並接觸其他電極，其造成兩電 極間之短路。
特別在薄鋰離子電池中，為了放置電池入在製造後之電 設備的主體中，當使用人施加強力時，或墜下或施加壓力 至電池上時，有可能將壓力施加至電池的層合結構上，而 在可摺疊之薄電池的情況中，將歸因於摺疊形狀之壓力施 加至層合結構上。由於此操作之結果，在電極之終端中， 特別是暴露於外面而未經以電解質層蓋覆之部所與其他電 極接觸，藉以造成兩電極間之短路。 另外，在包括凝膠型電解質層（其具有高流動性和不良強 度）在層合結構内部之鋰離子電池中，當自外側將壓力施 加至壓合結構時，凝膠型電解質層有可能實際上變形，藉 此使一個電極之終端易於接觸其他電極。 因為優良之產量達到成本降低之理由，將正電極、負電 極和引線電極使用金屬模子鑄出來（一種切割程序）等，然 _-6- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格（210 X 297公釐） 535314 A7 B7 五、發明説明（4 ) 而，突出物例如切割毛邊或卷曲有可能發生在其上之切割 終端中。當製造或使用電池時，此種突出物發生在一個電 極中之情況中，突出物接觸其他電極，藉此而造成短路。 另一種情況，電解質或電極中產生内應力，由於隔離改 變或溫度變更而改變電極之各終端的位置’藉此造成兩電 極之間短路。
如上所述，兩電極間發生短路之情況中，電池的有效之 電動勢或電池效率嚴重降低，更壞情況是無電力輸出。 發明概要 本發明係考慮上述各種問題而達成，其目的在提供一種 鋰離子電池，當製造或使用電池作為產物時，能防止兩電 極間之短路，以及提供其製造之方法。
根據本發明，一種非水性電解質二次電池包括一種層合 結構，其中凝膠型或塑膠電解質層、正電極、負電極經層 合在一起，以及具有絕緣性之蓋覆構件，蓋覆構件係用以 蓋覆與由正電極或負電極之至少一個電極之終端位置中至 少自電解質層露出外部之位置相向之另一電極。 根據本發明之非水性電解質二次電池，其包括一種層合 結構，其中凝膠型或塑膠電解質層、正電極、負電極經層 合在一起，以及具有絕緣性和物理強度之蓋覆構件，蓋覆 構件係用以蓋覆與由正電極或負電極之至少一個電極之終 端位置中至少自電解質層露出外部之位置相向之另一電 極，即使採壓力施加至層合結構上。 在上述之非水性電解質二次電池是固體電解質電池之情 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(21〇x 297公釐) 535314 A7 B7 五、發明説明（5 ) 況中或凝膠型電解質電池之情況中，作為採用於巨分子固 體電解質中之巨分子物料，可採用矽凝膠、丙晞基凝膠、 丙晞亞硝酸鹽凝膠、聚麟腈變性聚合物、聚氧化乙錦、聚 氧化丙婦及上述物料之複合聚合物，上述物料的交聯聚合 物、此等物料之變性聚合物，關於氟聚合物，舉例而言， 可採用聚偏二氣乙:fejf、聚（偏二鼠乙缔-共-7T氣丙細）’聚 (偏二氣乙婦-共-四氟乙晞）及此等物料之混合物。亦可採 用與上述之物料相同之各種物料。 作為固體電解質，或經層合在正電極活性層或負電極活 性層上之凝膠型電解質，下列程序造成良好之物料。首 先，將包括一種巨分子化合物、一種電解質鹽和一種溶劑 之溶液浸潰入正電極活性物料或負電極活性物料中，並移 除溶劑並固化。將經層合在正電極活性層或負電極活性層 上之固體電解質或凝膠型電解質浸潰入正電極活性層或負 電極活性層中並固化。在交聯之物料的情況中，在上述之 程序後，施加光或熱來實施交聯而固化。 凝膠型電解質係由塑化劑所造成，包括一種鋰鹽及一種 基體巨分子其範圍係等於或大於2重量％及等於或小於3重 量％。在此時刻，可各自採用酯類、醚類和碳酸酯類，或 作為塑化劑的一個組份。 當調整凝膠型電解質時，自還原一氧化穩定性觀點，作 為膠凝上述碳酸酯之基體巨分子（雖然採用以形成凝膠型 電解質之各種巨分子），但是以採用氟巨分子較佳例如聚 (偏二氣乙細)、聚（偏二氣乙細-共氣丙缔） -8- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐）
裝·
535314 A7 B7
五、發明説明（e ) -~一- 巨分子電解質係由一種鋰鹽及一種巨分子化合物（將鋰鹽 溶入其中）所造成。作為巨分子電解質，可各自採用醚巨 分子例如聚氧化乙埽和經交聯之聚氧化乙缔、聚（甲基丙 婦酸酯）、丙婦酸酯、各種氟巨分子，例如聚（偏氟乙 婦），聚（偏二氟乙婦_共六氟丙烯），或係一種混合物，自 還原一氧化穩定性之觀點，在上述之物料中，可採用氟巨 分子較佳，例如聚（偏二氟乙烯）或聚（偏二氟乙缔_共_六氟 丙稀）。 作為經包括在此種凝膠型電解質或巨分子固體電解質中 之鋰鹽，可採用經使用作為電池之一般電解質之鋰鹽。'更 詳&之，考慮下列各種化合物：氯化鋰、溴化鋰、碘化 鋰、氯酸鋰、高氯酸鋰、溴酸鋰、碘酸鋰、硝酸鋰、四氟 硼酸鋰、六氟磷酸鋰、醋酸鋰、雙（三氟甲烷磺醯基）亞胺 鋰、UASF6、LiCF3S〇3、Lic(s〇2CF3)3、UAici4、LisiF6。 在，膠型電解質之情況中，名里鹽在塑化劑中之較佳溶解密 度是在G.1至3.G莫耳的範圍内，更佳在Q5uG莫耳之範圍 内。另外，鋰鹽的種類或其溶解密度不受上之物料及溶解 密度所限制。 作^負電極物料，以能摻雜或不摻雜鋰之物料較佳。舉 例而言，作為此種物料，較佳採用非石墨化碳物料或石墨 ，枓。更詳言之’可採用焦碳、焦(歷青焦、、針焦、石油 二)石墨、破璃狀破’—種有機巨分子化合物經煅燒之 ::卜種物料以致將紛樹脂、味喃樹脂等在適當溫度下 ’版埏）、碳纖維、一種含碳之物料例如活性碳。可採用一 * 9 - 535314 五、發明説明（7 種巨分子作為其他物料’例如聚乙块、聚吡咯或氧化物例 如Sn〇2。在使用此等藥物料以形成負電極之情 】 用眾所周知之黏合劑。 可使 在另-万面’正電極可經由採用金屬氧化 物或一種特定巨分早你τ 2 至屬石儿化 子作為正笔極活性物料（以欲 泰 池為基準)予以形成。以形成鐘離子電池為例，；：；： 作為正電極活性物料，可使 Τ使用過疫至屬石瓜屬化合物例如金 屬石瓜化物，或不包括鐘之金屬氧化物例如TiS2,MoS2,
NbSe2，V2〇5 ’或主要包括um〇2之鐘錯合物氧化物等。作 為形成ϋ錯合物氧化物之過渡金屬M，以c〇，Ni，動較 ^可知1^〇02 ’ LlNi02 ’ LiNiyCGl-y〇2等視為此項經錯合 物氧化物之特定實例。力命、十+斗、士 5例在則述<式中，Μ代表等於或多於 =的過渡金屬，χ是依照電池之放電狀態而滿足之一個 數值，典型在0.05至U0的範圍内，^滿足式：〇<y<k -個數值。此等鋰錯合物氧化物能產生高電壓，它形成且 有能量密度之優良特性的正電極活性 ，物料而形成正電極時，可接雜眾所周二吏：電劑； 黏合劑。 關於電池的整個結構，可考慮數種型式如下··層合型， 係採正電極和負電極與在其中間之固二 輥壓型，係將正電極和負電極盥在並中門、*依人二肝 一 ^ ^ 一在具中間〈固體電解質層 二：展f疊型係將正電極和負電極與在其中間之固體電解 貝層層a，然後依次摺疊。可任意選擇任何型式。 根據本發明，非水性電解質二次電池具有二層合之結 I-一丨—_____ - 10- 本紙張尺度適用中國國豕標準(Cns) A4規格(⑽/撕公爱) J35314 A7 ___ B7 五、發明説明（8 ) 構，其中凝膠型或塑膠電解質層、正電極和負電極經層合 在一起，以及蓋覆構件，蓋覆構件係用以蓋覆與由正電極 或負電極之至少一個電極之終端位置中至少自電解質層露 出外邵之位置。 裝· 根據本發明非水性電解質二次電池是包括層合結構之非 水性電解質二次電池，其中凝膠型或塑膠電解質層、正電 極和負電極經層合在一起，以及且包括蓋覆構件，它蓋覆 由正電極或負電極之至少一個電極之終端位置中至少自電 解質層露出外部之另一電極上，並具有絕緣和物理強度以 便使一個電極與其他電極呈電絕緣，即使將壓力施加至層 合之結構上。
線 根據本發明之一種製造非水性電解質二次電池之方法， 其包括在自外側加壓力至層合結構的步驟前之下列步驟： 以蓋覆與由正電極或負電極之至少一個電極之終端位置中 至少自電解質層露出外部之位置相向之另一電極上，其具 有絕緣和物理強度以便使一個電極與其他電極成為電絕 緣，即使將壓力施加至層合之結構上。 根據本發明，一種製造非水性電解質二次電池之方法包 括在自外侧施加壓力至層合結構的步驟前之下列步驟：蓋 覆與由正電極或負電極之至少一個電極之終端位置中至少 自電解質層露出外部之位置相向之另一電極。 根據本發明在非水性電解質二次電池及其製造的方法 中，具有絕緣性之蓋覆構件蓋覆與由正電極或負電極之至 少一個電極之終端位置中至少自電解質層露出外部之位置 -11 - 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐） 535314 A7 ------------- B7 五、發明説明（9 ) 〜-〜--一^ 相向之另一電極上。具有絕緣性之蓋覆構件蓋覆與由正電 2或負電極之至少一個電極之終端位置中至少自電解質層 露出外部之位置相向之另一電極上。藉以=即使由於任何 原因，使一個電極以接近其他電極之^式而變形該蓋覆構 件能防止兩電極間之短路。 茲盍覆構件具有絕緣和實際強度而使一個電極與其他電 極成為電絕緣即使將壓力施加至層合之、纟士構上，其中將電 解質層、正電極和負電極層合在一起。藉以，即使將一個 電極的終端由於強壓力以接近其他電極之方式而嚴重變形 (此強壓力係被施加至電池内部之層合、纟士構上），該蓋覆構 件可防止兩個電極間之電短路。 本务明的其他和另外目的，特徵和優點自γ列敘述將更 完全顯現。 圖式之簡述 本發明的此等和其他目的及特徵自參照附隨之圖式所示 之較佳具體實施例的下列敘述將變得顯然可見，其中： 圖1係鋰離子聚合物二次電池之一般結構之視圖，其係 為本發明之具體實施例 圖2係該具體實施例中，在鋰離子聚合物二次電池中所 觀察到所產生内部短路比率之實驗結果。 較佳具體實施例之詳述 本發明的具體實施例經由參照各圖式在下文中予以詳細 敘述。 圖1係本發明之具體實施例之鋰離子聚合物二次電池之 12 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) Α4規格(210 X 297公釐） 535314
構之視圖。在圖1及以圖1為基準之解釋中，為了簡 士和目式，將特別選擇和解釋名里離子聚合物二次電池 / ^份的層合結構。省略其他結構例如包裝構件； ，膜狀或薄片狀包裝構件蓋覆該層合之結構。
及鋰離子聚合物二次電池具有層合之結構1 〇，其中正電 二正電極中之凝膠型巨分子固體電解質2 '分隔器3、 ::型巨分子固體電解質層4和負電極5經層合並在輥壓許 夕/人後以一種方式壓縮以便它佔據較小之面積。另外，關 =離子聚合物二次電池内部之主結構，將正電極面中之 丨線電極6及負電極面中之引線電極7，蓋覆構件Η、 、8d、8e、8f包括入其中。 裝· 為了簡化圖式’雖然圖1顯示：所舉例說明之層合結構 1〇係將它以-種方式（即：將那些引線電極定位接近中幻 而環繞正電極面中之引線電極6與負電極面中之引線電極7
間（中心位置而輥壓兩次’ f際上，可將結構1〇更進 輥壓許多次。 因為各種較佳特性之故，例如作為電極之優良導電率和 化學特性，輕壓程序中之優反加工性，重量輕和低成本 寺，正電極丨係由塗覆正電極活性物料在狀金屬電極上 予以形成，此IS狀金屬電極係經由切割成卷之㈣達到預 定之外側因次而獲得。當切割電極本身時，因為優良之產 量…生產之故，-般’將機械切割方法使用金屬模子 等而實施’然而’ 5C出物例如切割毛邊或卷曲可能發 其切割終端中。
535314 A7 B7 五、發明説明（11 ) 負電極5係由塗覆負電極活性物料在金屬電極上予以形 成，以如上述正電極1相同之原因，此金屬電極係經由切 割成卷之銅箔達到預定之外側因次而獲得。以與正電極1 之相似方式，因為機械切割方法係使用金屬模子鑄出來等 等，所以突出物例如切割毛邊或卷曲有可能發生在其終端 中0 正電極面上之引線電極6和負電極面上引線電極7在一起 用以將層合結構1 0中所產生之電動勢引至外面。那些引線 電極係由沖壓薄鋁合金板而形成，其具有優良導電率和對 於以金屬模子所造成之層合結構1 0内部所產生之化學反應 具有耐久性，並使用機械切割方法以與上述電極之相似方 式而切割。由於此操作之結果，突出物例如切割毛邊或卷 曲有可能發生在其終端中。 正電極面中之凝膠型巨分子固體電解質層2和負電極面 中之凝膠型巨分子固體電解質層4具有作為每一電極中之 電解質層之良好電化學特性，且容許被摺疊或偏轉而無經 由液體之電解質所造成之漏出。至於可滿足此等特性之物 料，即一種電解質可均勾擴散入基體巨分子中之物料較 佳。 使用分隔器3以一種方式來分隔正電極面中之巨分子固 體電解質層2和負電極面中之巨分子固體電解質層4來防止 兩個巨分子電解質層被混合。至於其物料，以能使離子於 正電極與負電極間自由移動之物料較佳，例如微孔聚丙婦 (薄膜）或聚乙烯（薄膜）。 -14- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐）
裝· 玎
線 535314 五、發明説明（12 經配置在母一位置μ 士# .., ^ 上 盍覆物料8a、8b、8C、以 g 係由具有使兩電極之間且。 8d、8e、8f 經由自外側施加壓力絕緣性之物料所造成，即使 電極，其具有之厚产構10而使一個電極接鄭其他 會被撕裂或損壞，；：機械強度等性質使蓋覆構件不 觸，蓋覆物料之特定:二電極因變形而 黏膠帶所製成。礼係由聚酿亞胺或聚丙缔所製得之 通常形成正電極1和負電極5以致使其终端且有、 固體電解質層2去具士 ％ %具有較巨分子 構!。經由施Μ黏:二長度。至於其原因’當層合結 戈黏附巨分子固體電解質層2和4在每一雨 :、王（）面上予以形成時’巨分子固體； 與電極接觸。關於此點，各電極中此等暴露之曰= =數量易二更進-步增加，其原因是，當在形成層 4後’ S程序經由施加壓力予以實施時，將每—個— =多動至被配置之位置。此外，因為凝膠型巨 ： 合物電解質層2和4之形狀係呈撓性，所以當製造電池或作 為產物使用日争，如果自外側對層合結構】〇施加壓力，叫正 電極1和負電極5的各終端中巨分子固體電解質層2和^ 經暴路部份相互接鄰。 k g上逑 < 狀態，因為將蓋覆構件8 &與8 C提供在正電極 1及負電極5之各終端中，而且，將蓋覆構件8b*8f、8d 和8 e各自提供在相對於其他電極之一個電極上之各位置 中，其中提供蓋覆構件8 a或8 c，藉以保護各個部份（將每 一個蓋覆構件配置在其中）免於兩電極間所造成之短路。 15- 本紙張尺度適用中g g家標準(CNS) A4規格(2lQX297公爱） 535314 五、發明説明（13 :二：防止正電極1與負電極5間發生之電短路，即使將 壓力自外側施加至層合結構1〇上。 p便將 此圖中未將蓋覆構件配 、 連接s -置在負笔極5面中《引線電極7所 接土各終端。如圖1中 - 並使它相互面對，短：：：，其原因為僅將負電極5辕壓 中，並料、人〜 Λ生在如此可略而不計之短距離 負面影響。 乍為％池<電動勢的數量幾乎不會造成 其次，製造鋰離子聚合物 主要敘述形成其㈣件^私池的万法（一般概要將 /成1覆構件的步驟及施加壓力至層合結構10 足步·驟特別解釋。 則^ &正電極1、正電極面巾之巨分子固體電解 = ::Γ、負電極面中之巨分子固體電解質層4， =5層&在-起’將正電極面中之引線電極6連接至正 電極面中之引線電極7連接至負電極5，而形 尚未經輥壓之平坦層合結構1 〇。 巧^合結構㈣為螺㈣狀前’蓋覆構件8a環繞 ^ ^ 4T ^ /、τ未知巨分子固體電解質層2以 =笔極:中之引線電極6表面之方式配置在正電極！的 :二：83係由具有絕緣和實際強度之聚酿亞胺膠 一方面’由聚酿胺膠帶所製成之蓋覆構件 。係以經暴露《部份而黏附，於此種情況，未將巨分 固體化合物電解質層4配置在負電極5中。 在此時刻’當將由聚酶胺膠帶所製成之蓋覆構件讣和 以-種万式黏附而蓋覆相對於正電⑴的终端之負電極5中 上 質 負 電 成 經 蓋 終 膠 子 8 f -16 - 本紙張尺度適用中國國豕標準(CNS) A4規格(210X 297公羞) 535314
裝·
訂
535314 五、發明説明（15 部電極間的短路)的比率之實驗。然而， 觀察每—下内種^ 未經配置任何嘗，1 仏路的比率。此等情況是： 和8 c配置在每一雷 《知现覆構件8 a 構件8b，8d，8= 端上之情況(等級2);僅將蓋覆 8_f配置在所:：將蓋覆構件、8b、8c、“、 配置在所有如上述之具體實施 -電極之終端及相對於每一電極終 ：、：母 (等級4)。 各私極上芡位置 由於此操作之結果，等級中， 70%，並_亍& & &、 内邵短路的比率是 由、'員不發生内郅短路具有相當高之可能性。等級2 中《比率是10% ’其顯示該比率大為降低。另外 2比率是0.3%。等級4中之比率大為降低至G1%，立 不内邵短路幾乎完成不發生。 /…- 本又中’於實驗時，4 了觀察對於蓋覆構件8 a、8 b 8/、8d、8e和8f之影響（關於具體實施例），實驗上施加 較經施加至典型製造方法和使用之狀況時的壓力要大得多 之壓力，然後在此該狀況下，觀察產生内部短路的比 因此，因為實驗結果係在該種狀況下予以實施，其中在杂 際製造步驟期間，安全比率設定十分高，尤其在等級3 I 等級4中，或當使用電池作為一種產物時，經認為實質^ 未發生内部短路。另外，在等級2之情沉中，在實二1 = 步驟期間，或當使用電池作為一種產物時，可將產生^ -18 - 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐） 535314 五、發明説明 部短路的比率抑制在數個百分數或低於此百分數的範圍 内0 雖然在上述 < 具體實施例中係敘述將根據本發明之鋰離 子電池的結構及其製造之方法施加至薄鋰離子聚合物二次 電池的主要部份之結構並其製造之方法之情況，但是本發 明不受該情況之限制。除此以外，舉例而言，可施加任^ 物料例如由各種物料所造成之電解質層（除去巨分子固體 電解質層或其品質是凝膠或塑膠之電解質以外），具有由 具有優良撓性之物料所造成之電極之物料。關於正和負電 極之品質，經採用作為引線電極等之金屬物料並非受限為 上述具體實施例中所例示之物料。 … 雖然在上述具體實施例中，採用聚醯亞胺膠帶作為蓋覆 構件，但是可形成蓋覆構件以致將絕緣薄膜以所示之份數 及以一種方式而沉積以便如上所述，此等薄膜變得具有絕 緣或物理強度。可將上文中所述之技術施加至經由輥壓一 種層合之結構所形成並容納入圓筒形包裝構件中之管狀鐘 離子電池上。關於其原因，在像此種之管形狀鋰離子電池 的情況中，在製造步驟中時常需要將壓力施加至層合結 構。因為它建議一種經由自電池的外側自其邊上施加壓力 黾池之中央之技術可獲得改良之電池的電動勢或輸出連 續性能，在此等情況中，當製造和使用管形狀鋰離子電：也 時，可施加壓力。 彳 可應用一種鋰離子電池，其具有不須輥壓層合之結構而 保持平坦形狀之結構，並包括並無用電解質層蓋覆之每—
裝- 訂
線 -19- 535314 A7 B7 五、發明説明（ 17 ) 電 極 的終端 中之經露出部份。 雖然在上 述之具體實施例中，記述之實例是·· 將 本發 明 應 用 至二次 電池，但是本發明不受該實例所限制 〇 如果 鋰 離 子 電池具 有上述之一般結構，則可應用甚至原電池（ 其 並 未 實施再 充電和再放電）。 如 上所述 ，根據本發明的链離子電池或其製造 方 法， 具 有 電 絕緣性 之蓋覆構件蓋覆至少自電解質層往任 一 個電 極 外 側 之暴露 位置或蓋覆相對於該電極之上述位置 的 位置 以 便 保 護。由 於此操作之結果，當製造電池或在製 造 後使 用 作 為 產物時 ，由於某些原因例如使用時環境的長 久 變更 或 改 變 ，即使 一個電極的終端以接近其他電極的 方 式而 變 形 蓋覆構 件可防止兩個電極免發生電短路，藉 以 獲得對 於 習 見問題 之解決，習見之問題是由於電極間之 短 路， 電 池 的 有效電 動勢嚴重降低，或全然不能實施電力輸出。 根 據本發 明之鋰離子電池或其製造之方法，蓋 覆 構件 具 有 絕 緣和實 際強度以致當將壓力施加至層合之結構上（ 在 層 合 結構中 ，將電解質層、正電極和負電極層合） 時， 一 個 電 極與另 外電極成為電絕緣。即使一個電極之 終 端以 接 近 另 外電極 之方式而變形，此等蓋覆構件可防止 兩 個電 極 之 電 短路， 藉以獲得對於習見問題之解決，習 見 之問 題 是 : 由於兩 電極間之短路’電池的有效電動勢嚴 重 降低 j 或 全 然不能 貫施電力輸出。 雖 然本發 明已參照為了舉例說明之目的所選擇 之 特定 具 體 實 施例而 敘述，但應屬顯然可見：只要不脫離 本發明 的 -20- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格（21〇x 297公釐）
裝 t 535314 A7 B7 五、發明説明（18 ) 基本概念和範圍，甚多之變形可由精於該項技藝之人士所 作成。 -21 - 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐）
裝- 町

Claims (1)

  1. 5^5!3ί4第090106328號專利申請案 中名j7請專利範圍替換本(92年1月) A BCD 々、申請專利範圍 1 . 一種包括層壓結構之非水性電解質二次電池，其中凝膠 型或塑化之非水性電解質層、正電極和負電極經層壓在 一起，其包括： 具有絕緣性之蓋覆構件，其蓋覆與由正電極或負電極 之至少一個電極之終端位置中至少自電解質層露出外 部之位置相向之另一電極上。 2. —種包括層壓結構之非水性電解質二次電池，其中凝膠 型或塑化之非水性電解質層、正電極和負電極經層壓在 一起，其包括： 蓋覆構件，其係配置於與由正電極或負電極之至少一 個電極之終端位置中至少自電解質層露出外部之位置 相向之另一電極上，且具有絕緣和物理強度供一個電 極與另一電極成為電絕緣，即使將壓力施加至層壓之 結構上。 3. —種包括層壓結構之非水性電解質二次電池，其中凝膠 型或塑化之非水性電解質層、正電極和負電極經層壓在 一起，其包括： 具有絕緣性之蓋覆構件，其蓋覆與由正電極或負電極 之至少一個電極之終端位置中至少自電解質層露出外 部之位置。 4. 一種包括層壓結構之非水性電解質二次電池，其中凝膠 型或塑化之非水性電解質層、正電極和負電極經層壓在 一起，其包括： 具有絕緣性之蓋覆構件，其蓋覆與由正電極或負電極 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 x 297公釐)
    535314 A B c D 六、申請專利範圍 之至少一個電極之終端位置中至少自電解質層露出外 部之位置，且具有絕緣和物理強度，供一個電極與另 一電極成為電絕緣，即使將壓力施加至層壓之結構上。 5 .如申請專利範圍第1項之非水性電解質二次電池，其中 正電極係採用一種過渡金屬硫族化合物作為活性物料； 及 負電極係採用能摻雜和不摻雜鋰之物料作為活性物 料。 6 .如申請專利範圍第1項之非水性電解質二次電池，其中 正電極活性物料係採用過渡金屬硫化物或過渡金屬氧化 物，或LiM02的鋰錯合氧化物（過渡金屬Μ是選自Co， Ni，Μη群中之一種物料）；及 負電極活性物料係採用非石墨化碳物料和能摻雜或不 摻雜鋰之石墨物料。 7 .如申請專利範圍第1項之非水性電解質二次電池，其中 電解質是包括鋰鹽之固體電解質或凝膠型電解質。 8 .如申請專利範圍第1項之非水性電解質二次電池，其中 經輥壓之電極係由輥壓正電極和負電極成為平坦螺旋 形狀予以形成，並容納入包裝箱中，然後密封包裝箱 之終端。 9 .如申請專利範圍第7項之非水性電解質二次電池，其中 電解質是由巨分子化合物所製成之凝膠型電解質，其採 用包括在非水性溶劑中之聚（偏二氟乙烯）或聚（偏二氟乙 錦Γ-共-六氟丙稀·）和一種電解質鹽。 -2- 本纸張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X 297公釐）
    535314 A8 B8 C8 D8 申請專利範圍 10. —種製造非水性電解質二次電池的方法，其係包括形成 層壓結構等之步騾，其中凝膠型或塑膠非水性電解質 層、正電極和負電極經層壓在一起，並自外侧施加壓力 至該層壓結構上，其包括： 以具有絕緣和物理強度之蓋覆構件蓋覆一個電極之位 置的步騾，該電極與由正電極或負電極之至少一個電 極之終端位置中至少自電解質層露出外部之位置相 向，該蓋覆構件能保持兩電極間之絕緣狀態，即使在 自外側施加愿力至層壓結構的步驟前將壓力施加至該 層壓結構上。 11. 一種製造非水性電解質二次電池的方法，其係包括形成 層壓結構之步騾，其中凝膠型或塑膠非水性電解質層、 正電極和負電極經層廢在一起，並自外侧施加壓力至該 層壓結構上，其包括： 使用具有絕緣和物理強度之蓋覆構件蓋覆與由正電極 或負電極之至少一個電極之終端位置中至少自電解質 層露出外部之位置之步驟，供一個電極與另一電極成 為電絕緣，即使自外侧施加壓力至層壓結構之步騾前 將壓力施加至該層壓結構上。 12. 如申請專利範圍第1項之非水性電解質二次電池，其中 正電極係採用一種過渡金屬硫族化合物作為活性物料； 及 負電極係採用能摻雜和不摻雜鋰之物料作為活性物 料0 -3- 本纸張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X 297公釐) 535314 A8 B8 C8 D8 、申請專利範圍 13. —種製造如申請專利範圍第9項之非水性電解質二次電 池之方法，其中正電極活性物料係採用金屬硫化物或金 屬氧化物或LiM02i鋰混合氧化物（過渡金屬Μ是選自 Co，Ni，Μη群中之一種物料）及 負電極活性物料係採用非石墨化碳物料和能摻雜或不 摻雜鋰之石墨物料。 14. 一種製造如申請專利範圍第12項之非水性電解質二次電 池方法，其中電解質是固體電解質或凝膠型電解質凝 膠，並係由包括鋰之巨分子固體電解質所製成。 15. 如申請專利範圍第1 0或1 1項之製造非水性電解質二次電 池之方法，其中輥壓之電極係由輥壓正電極和負電極成 為平坦螺旋形狀予以形成並容納入包裝箱中，然後密 封包裝箱之終端。 16. 如申請專利範圍第1 4項之方法，其中電解質是由巨分子 化合物所造成之凝膠型電解質，其採用經包括在非水性 溶劑中之聚（偏二氟乙烯）或聚（偏二氟乙烯-共-六氟丙烯） 和一種電解質鹽。 -4- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) Α4規格(210 X 297公釐）
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